Published January 1, 2023
| Version v1
Publication
Open
Effects of combined addition of 3-nitrooxypropanol and vitamin B12 on methane and propionate production in dairy cows by in vitro-simulated fermentation
Creators
- 1. Chinese Academy of Agricultural Sciences
Description
The compound 3-nitrooxypropanol (3-NOP) is a promising methane inhibitor, which performs well in inhibiting methane emission and does not affect animal feed intake and digestibility. However, it causes a significant increase in hydrogen production while suppressing methane emission, resulting in a waste of feed energy. Vitamin B12 is a key factor in the propionate production pathway and thus plays an important role in regulating the hydrogen utilization pathway. In this study, the effects of 3-NOP combined with vitamin B12 supplementation on rumen fermentation and microbial compositional structure in dairy cattle were investigated by simulating rumen fermentation in vitro. Experiments were performed using a 2 × 2-factorial design: two 3-NOP levels (0 or 2 mg/g dry matter) and 2 vitamin B12 levels (0 or 2 mg/g dry matter). Three experiments were performed, each consisting of 4 treatments, 4 replicates, and 4 blanks containing only inoculum. The combined supplementation of 3-NOP and vitamin B12 reduced methane emission by 12% without affecting dry matter digestibility. The combined addition of 3-NOP and vitamin B12 significantly increased the concentration of propionate and reduced the concentration of acetate and the acetate to propionate ratio. At the bacterial level, 3-NOP increased the relative abundances of Christensenellaceae_R-7_group and Lachnospiraceae_NK3A20_group. Vitamin B12 increased the relative abundances of unclassified_f__Prevotellaceae and Prevotellaceae_UCG-003 and decreased the relative abundance of Lachnospiraceae_NK3A20_group. At the archaeal level, the combination of 3-NOP and vitamin B12 increased the relative abundances of Methanobrevibacter_ sp._ Abm4, OTU1125, and OTU95 and decreased the relative abundances of uncultured_methanogenic_archaeon_g__Methanobrevibacter, OTU1147, OTU1056, and OTU55. The results indicated that 3-NOP combined with vitamin B12 could alleviate rumen hydrogen emission and enhance the inhibition of methane emission compared with 3-NOP alone.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
المركب 3 -نيتروكسي بروبانول (3 - NOP) هو مثبط واعد للميثان، والذي يعمل بشكل جيد في تثبيط انبعاث الميثان ولا يؤثر على تناول العلف الحيواني وقابلية الهضم. ومع ذلك، فإنه يسبب زيادة كبيرة في إنتاج الهيدروجين مع قمع انبعاثات الميثان، مما يؤدي إلى إهدار طاقة التغذية. فيتامين ب 12 هو عامل رئيسي في مسار إنتاج البروبيونات، وبالتالي يلعب دورًا مهمًا في تنظيم مسار استخدام الهيدروجين. في هذه الدراسة، تم التحقيق في آثار 3 - NOP جنبًا إلى جنب مع مكملات فيتامين ب 12 على تخمير الكرش والبنية التركيبية الميكروبية في الماشية الحلوب من خلال محاكاة تخمير الكرش في المختبر. أجريت التجارب باستخدام تصميم عاملي 2 × 2: مستويان من 3 - NOP (0 أو 2 مجم/جم من المادة الجافة) ومستويان من فيتامين ب 12 (0 أو 2 مجم/جم من المادة الجافة). تم إجراء ثلاث تجارب، تتكون كل منها من 4 علاجات، و 4 تكرارات، و 4 فراغات تحتوي على لقاح فقط. أدى الجمع بين مكملات 3 - NOP وفيتامين ب 12 إلى تقليل انبعاثات الميثان بنسبة 12 ٪ دون التأثير على قابلية هضم المادة الجافة. أدت الإضافة المشتركة لـ 3 - NOP وفيتامين ب 12 إلى زيادة تركيز البروبيونات بشكل كبير وتقليل تركيز الأسيتات ونسبة الأسيتات إلى البروبيونات. على المستوى البكتيري، زاد 3 - NOP من الوفرة النسبية لـ Christensenellaceae_R -7_group و Lachnospiraceae_NK3A20_group. زاد فيتامين ب 12 من الوفرة النسبية للحيوانات غير المصنفة_ F__ Prevotellaceae و Prevotellaceae_UCG -003 وقلل من الوفرة النسبية لـ Lachnospiraceae_NK3A20_group. على المستوى البدائي، أدى الجمع بين 3 - NOP وفيتامين ب 12 إلى زيادة الوفرة النسبية للميثانوبريفايباكتر._ Abm4 و OTU1125 و OTU95 وانخفضت الوفرة النسبية للبكتيريا غير المستزرعة_methanogenic_archaeon_g__Methanobrevibacter و OTU1147 و OTU1056 و OTU55. أشارت النتائج إلى أن 3 - NOP جنبًا إلى جنب مع فيتامين ب 12 يمكن أن يخفف من انبعاث هيدروجين الكرش ويعزز تثبيط انبعاث الميثان مقارنة بـ 3 - NOP وحده.Translated Description (French)
Le composé 3-nitrooxypropanol (3-NOP) est un inhibiteur de méthane prometteur, qui inhibe bien les émissions de méthane et n'affecte pas la prise alimentaire et la digestibilité des animaux. Cependant, elle entraîne une augmentation significative de la production d'hydrogène tout en supprimant les émissions de méthane, entraînant un gaspillage d'énergie d'alimentation. La vitamine B12 est un facteur clé dans la voie de production du propionate et joue donc un rôle important dans la régulation de la voie d'utilisation de l'hydrogène. Dans cette étude, les effets du 3-NOP combiné à une supplémentation en vitamine B12 sur la fermentation du rumen et la structure compositionnelle microbienne chez les bovins laitiers ont été étudiés en simulant la fermentation du rumen in vitro. Les expériences ont été réalisées en utilisant une conception factorielle 2 × 2 : deux niveaux de 3-NOP (0 ou 2 mg/g de matière sèche) et 2 niveaux de vitamine B12 (0 ou 2 mg/g de matière sèche). Trois expériences ont été réalisées, chacune composée de 4 traitements, 4 répétitions et 4 blancs contenant uniquement de l'inoculum. La supplémentation combinée de 3-NOP et de vitamine B12 a réduit les émissions de méthane de 12 % sans affecter la digestibilité de la matière sèche. L'ajout combiné de 3-NOP et de vitamine B12 a significativement augmenté la concentration de propionate et réduit la concentration d'acétate et le rapport acétate/propionate. Au niveau bactérien, le 3-NOP a augmenté les abondances relatives de Christensenellaceae_R-7_group et de Lachnospiraceae_NK3A20_group. La vitamine B12 a augmenté les abondances relatives de_f__Prevotellaceae et Prevotellaceae_UCG-003 non classés et a diminué l'abondance relative de Lachnospiraceae_NK3A20_group. Au niveau archéal, la combinaison de 3-NOP et de vitamine B12 a augmenté les abondances relatives de Methanobrevibacter_ sp._Abm4, OTU1125 et OTU95 et a diminué les abondances relatives de Methanobrevibacter, OTU1147, OTU1056 et OTU55. Les résultats ont indiqué que le 3-NOP combiné à la vitamine B12 pourrait réduire les émissions d'hydrogène du rumen et améliorer l'inhibition des émissions de méthane par rapport au 3-NOP seul.Translated Description (Spanish)
El compuesto 3-nitrooxipropanol (3-NOP) es un inhibidor de metano prometedor, que funciona bien para inhibir la emisión de metano y no afecta la ingesta y digestibilidad de los alimentos para animales. Sin embargo, causa un aumento significativo en la producción de hidrógeno al tiempo que suprime la emisión de metano, lo que resulta en un desperdicio de energía de alimentación. La vitamina B12 es un factor clave en la vía de producción de propionato y, por lo tanto, desempeña un papel importante en la regulación de la vía de utilización del hidrógeno. En este estudio, se investigaron los efectos de la 3-NOP combinada con la suplementación con vitamina B12 en la fermentación ruminal y la estructura de la composición microbiana en el ganado lechero mediante la simulación de la fermentación ruminal in vitro. Los experimentos se realizaron utilizando un diseño factorial de 2 × 2: dos niveles de 3-NOP (0 o 2 mg/g de materia seca) y 2 niveles de vitamina B12 (0 o 2 mg/g de materia seca). Se realizaron tres experimentos, cada uno de los cuales consistió en 4 tratamientos, 4 réplicas y 4 blancos que contenían solo inóculo. La suplementación combinada de 3-NOP y vitamina B12 redujo la emisión de metano en un 12% sin afectar la digestibilidad de la materia seca. La adición combinada de 3-NOP y vitamina B12 aumentó significativamente la concentración de propionato y redujo la concentración de acetato y la relación de acetato a propionato. A nivel bacteriano, 3-NOP aumentó las abundancias relativas del grupo Christensenellaceae_R-7_y del grupo Lachnospiraceae_NK3A20_. La vitamina B12 aumentó las abundancias relativas de unclassified_f__Prevotellaceae y Prevotellaceae_UCG-003 y disminuyó la abundancia relativa del grupo Lachnospiraceae_NK3A20_. A nivel arqueal, la combinación de 3-NOP y vitamina B12 aumentó las abundancias relativas de Methanobrevibacter_ sp._ Abm4, OTU1125 y OTU95 y disminuyeron las abundancias relativas de_methanogenic_archaeon_g__Methanobrevibacter, OTU1147, OTU1056 y OTU55 sin cultivar. Los resultados indicaron que 3-NOP combinado con vitamina B12 podría aliviar la emisión de hidrógeno en el rumen y mejorar la inhibición de la emisión de metano en comparación con 3-NOP solo.Files
pdf.pdf
Files
(1.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:5c42717669f2d11d60187b959fa32d26
|
1.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- آثار الجمع بين إضافة 3 -نيتروكسي بروبانول وفيتامين ب 12 على إنتاج الميثان والبروبيونات في الأبقار الحلوب عن طريق التخمير في المختبر
- Translated title (French)
- Effets de l'addition combinée de 3-nitrooxypropanol et de vitamine B12 sur la production de méthane et de propionate chez les vaches laitières par fermentation in vitro simulée
- Translated title (Spanish)
- Efectos de la adición combinada de 3-nitrooxipropanol y vitamina B12 en la producción de metano y propionato en vacas lecheras mediante fermentación simulada in vitro
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4308404682
- DOI
- 10.3168/jds.2022-22207
References
- https://openalex.org/W1556124044
- https://openalex.org/W1824882275
- https://openalex.org/W1837026033
- https://openalex.org/W1842963151
- https://openalex.org/W1851519227
- https://openalex.org/W1950110860
- https://openalex.org/W1965189390
- https://openalex.org/W1969530469
- https://openalex.org/W1983405531
- https://openalex.org/W1987760510
- https://openalex.org/W1990590570
- https://openalex.org/W1993726249
- https://openalex.org/W2001624721
- https://openalex.org/W2005245862
- https://openalex.org/W2008774764
- https://openalex.org/W2016034432
- https://openalex.org/W2034285706
- https://openalex.org/W2038239334
- https://openalex.org/W2047068103
- https://openalex.org/W2057355207
- https://openalex.org/W2064654975
- https://openalex.org/W2070428784
- https://openalex.org/W2076090684
- https://openalex.org/W2082181201
- https://openalex.org/W2086482153
- https://openalex.org/W2087401502
- https://openalex.org/W2087580548
- https://openalex.org/W2100494098
- https://openalex.org/W2105959645
- https://openalex.org/W2112071632
- https://openalex.org/W2122672375
- https://openalex.org/W2124865641
- https://openalex.org/W2125784987
- https://openalex.org/W2130739705
- https://openalex.org/W2136879569
- https://openalex.org/W2139921057
- https://openalex.org/W2145651012
- https://openalex.org/W2145664556
- https://openalex.org/W2148187586
- https://openalex.org/W2148686392
- https://openalex.org/W2153109441
- https://openalex.org/W2157107905
- https://openalex.org/W2162352287
- https://openalex.org/W2236332835
- https://openalex.org/W2339741609
- https://openalex.org/W2340162345
- https://openalex.org/W2345657234
- https://openalex.org/W2474000574
- https://openalex.org/W2487310683
- https://openalex.org/W2498966458
- https://openalex.org/W2546372585
- https://openalex.org/W2550084345
- https://openalex.org/W2582579893
- https://openalex.org/W2587341409
- https://openalex.org/W2592832464
- https://openalex.org/W2609008554
- https://openalex.org/W2614206662
- https://openalex.org/W2741276509
- https://openalex.org/W276790342
- https://openalex.org/W2804715006
- https://openalex.org/W2900810542
- https://openalex.org/W2901562546
- https://openalex.org/W2902370268
- https://openalex.org/W2906661371
- https://openalex.org/W2914831628
- https://openalex.org/W2966520688
- https://openalex.org/W2988749162
- https://openalex.org/W2993930062
- https://openalex.org/W3007069823
- https://openalex.org/W3028769639
- https://openalex.org/W3037075891
- https://openalex.org/W3047285356
- https://openalex.org/W3081284793
- https://openalex.org/W3097675512
- https://openalex.org/W3120202166
- https://openalex.org/W4210586102
- https://openalex.org/W4230957598
- https://openalex.org/W4253593139